O que são forças superficiais e forças volumétricas. Explique e cite exemplos.

Passo 1

Beleza, o enunciado tá pedindo pra gente entender dois conceitos de mecânica dos fluidos/sólidos:
  • Forças superficiais (aquelas que atuam só na superfície de um corpo)
  • Forças volumétricas (aquelas que atuam em todo o volume do corpo)
O que precisamos?
  • Saber o que é “distribuição de força”
  • Entender a diferença entre aplicar algo só na casca (superfície) versus em toda a massa (volume)
  • Citar exemplos do dia a dia para cada caso

Passo 2

Teoria de forças superficiais
  1. Imagine um bloco submerso na água ou o ar empurrando sua mão. Essas forças se aplicam na superfície do objeto.
  2. Em mecânica, a gente costuma falar em tração ou pressão. A pressão p = FA é a força por unidade de área: Fs = p , A Logo, a força total numa superfície é
  3. Então, sempre que você sentir algo “pressionando” só a casca, é força superficial.

Passo 3

Exemplos de forças superficiais
  • A água empurrando a barragem atrás da sua casa: aquela água só “cutuca” a parede, não penetra o volume inteiro do concreto.
  • O vento fazendo pressão na lateral de um prédio: só a fachada sente o empurrão.
  • Um fluido fluindo dentro de um cano: a força de atrito (tração) entre o fluido e a parede do cano.

Passo 4

Teoria de forças volumétricas
  1. Agora, forças volumétricas (ou “forças de corpo”) agem dentro de cada pedacinho do material.
  2. A principal que você já conhece é a gravidade. Cada partícula de massa fv = rho , g sente .
  3. Se você olhar por unidade de volume, define-se a densidade , e a força por volume fica
  4. Ou seja, cada centímetro cúbico do objeto “puxa” pra baixo com .

Passo 5

Exemplos de forças volumétricas
  • O peso de um corpo sólido: toda a massa dele sente a gravidade lá dentro.
  • A força de empuxo num fluido em equilíbrio também vem de gravidade atuando em cada calquinho de volume.
  • Em alguns casos de eletricidade, se o material for carregado, pode haver força elétrica volumétrica em cada ponto (mas isso já é mais avançado).

Resposta

  • Forças superficiais: atuam somente nas superfícies de contato; exemplo clássico é a pressão de um fluido sobre uma parede, dada por .
  • Forças volumétricas: atuam em todo o volume do corpo; a mais comum é a gravidade, que por unidade de volume gera .

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